超聲波清洗效果與溫度變化的測試

超聲清洗機是由超聲發生器、清洗槽、換能器三部分組成，清洗槽由厚度為2. 0 mm 不銹鋼板拼制焊接而成, 其容積為59. 9×39. 8×30.2cm3超聲波換能器的主頻為28 KHz, 用強力膠把它固定在清洗槽的底面，超聲發生器發射頻率為28 KHz 的正弦波，發射功率1200W，啟動工作時, 換能器發射超聲波, 超聲波穿過清洗槽的底面向清洗液發射超聲, 在清洗液中形成一個混響場，由于超聲空化效應使清洗液中局部產生高溫高壓，它們的擴散會使整個清洗液的溫度不斷升高。

清洗液采用自來水, 清洗液的溫度用溫度計在不同位置測量, 取其平均值, 每隔5分鐘記錄一次溫度計的示值, 測量數據如表。

在超聲清洗過程中, 超聲空化熱效應也可在局部產生高溫，從實驗結果來看，在開始的60 分鐘內水溫上升比較快, 上升了21.10 ℃, 平均每分鐘溫度變化0. 35 ℃，隨后的60分鐘, 溫度上升比較緩慢, 升高約3. 90 ℃, 平均溫度升高0.07 ℃/ min。120 分鐘以后, 水的溫度基本上不變, 這主要是水與周圍環境產生熱交換的原因。整個清洗過程中, 超聲波空化的熱效應, 使水在原有溫度的基礎上升高25 ℃。

清洗液的水溫度升高, 是有利于空化核產生的, 在聲壓負半周的作用下, 空化核迅速膨脹, 可達到原來尺寸的數倍, 繼而在聲壓正半周時, 受壓縮突然崩潰而裂解成許多小氣泡, 構成新的空化核, 同時伴隨著超聲波和高溫的產生, 破壞不溶性污物使它們分散在清洗液中, 從而達到清洗工件的目的。